DE3419273A1

DE3419273A1 - Selbstueberwachungssystem fuer einen mikroprozessor zur feststellung der fehlerhaften verbindung von anschluessen

Info

Publication number: DE3419273A1
Application number: DE19843419273
Authority: DE
Inventors: Toshiro Sagamihara Kanagawa Matsuda
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE3419273C2; JPS59225546A; US4730156A

Description

Selbstüberwachungssystem für einen Mikroprozessor zur Feststellung der fehlerhaften Verbindung von Anschlüssen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft allgemein ein Selbstüberwachungssystem für einen Mikroprozessor, der ein Alarmsignal erzeugt, wenn eine den Mikroprozessor bildende integrierte Schaltung (die im folgenden auch als IC für integrated

circuit" bezeichnet werden soll) irrtümlich, nämlich 15

fehlerhaft, mit einer gedruckten Schaltungsplatte verbunden wird. Insbesondere bezieht die vorliegende Erfindung sich auf einen Mikroprozessor, der während des sogenannten "Kaltstartes" eine Selbstüberprüfung durchführen

kann, die die korrekte Verbindung des IC mit der 20

gedruckten Schaltungsplatte bestätigt.

Im allgemeinen wird die IC-Einheit eines Mikroprozeesors in der Weise mit einer gedruckten Schaltungsplatte verbunden, daß mehrere Anschlüsse der IC-Einheit in Ver-25

bindungsöffnungen eines IC-Anschlußsockels eingeführt

werden. Die Stifte der IC-Einheit sind in entsprechender Ausrichtung an den parallelen Kanten der Basis des IC angeordnet, und zwar entsprechend der sogenannten "Dualin-Line" Anordnung. Der IC-Sockel weist mehrere Anschluß-30

öffnungen auf, die wiederum so angeordnet sind, daß sie den Lagen der IC-Anschlußstifte entsprechen.

Bei dieser Ausgestaltung ist es jedoch möglich, aus

Versehen die IC-Einheit so mit der gedruckten Schaltungs-35

platte zu verbinden, daß die IC-Einheit umgekehrt angeordnet ist, also die Reihenfolge der Stifte in dem Sokkel umgekehrt ist. Um dies zu verhindern, sind sowohl an der

Ic-Einheit als auch an dem IC-Sockel Positionsmarkierungen vorgesehen. Obwohl die erwähnte, falsche Verbindung weitgehend durch Verwendung dieser Positionsmarkierungen vermieden werden kann, lassen sich die falschen Verbindungen aufgrund eines Versehens des Montagepersonals nicht gänzlich ausschließen. Sobald jedoch die IC-Einheit irrtümlich in den IC-Sockel der gedruckten Schaltungsplatte eingefügt worden ist, wird es sehr schwierig, die falsch geschalteten IC-Einheiten festzustellen.

Ein weiteres, ähnliches Problem betrifft komplexere Systeme, bei denen mehrere, unterschiedliche IC's installiert sind, um eine Vielzahl von Funktionen durch-¹^ zuführen. In einem solchen Fall können leicht mehrere IC-Einheiten miteinander verwechselt werden, die zwar nach außen ein identisches Aussehen haben, jedoch unterschiedlich programmiert sind, um die verschiedenen Funktionen auszuführen. So besteht beispielsweise die Gefahr,

daß ein Mikroprozessor IC, der fur den Einsatz in einem Antischleuder-Regelsystem, dem sogenannten HBS-System programmiert ist, versehentlich in einen IC-Sockel installiert wird, der für die Benutzung in einer Regelschaltung für eine Klimaanlage ausgelegt ist, und umgekehrt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Selbstüberwachungssystem für einen Mikroprozessor zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.

Insbesondere soll ein Selbstüberwachungssystem für einen Mikroprozessor vorgeschlagen werden, das effektiv und erfolgreich eine fehlerhafte Verbindung der IC-Einheit _mit einer gedruckten Schaltungsplatte nach der Montage feststellen kann.

Gemäß einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung soll ein Selbstüberwachungssystem für einen Mikroprozessor vorgeschlagen werden, daß während des Kaltstartens des

Mikroprozessors eine überprüfung auf falsche Verbindungen 5

der IC-Einheit durchführt.

Und schließlich soll eine Selbstüberwachung vorgeschlagen werden, die den Einbau einer IC-Einheit in den korrekten IC-Sockel von mehreren, zur Verfügung stehenden Typen von IC-Sockeln gewährleistet.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4 angegebenen Merkmale erreicht.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf 20

folgender Funktionsweise: In einem Selbstüberwachungssystem für einen Mikroprozessor nach der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein bestimmter Anschluß einer IC-Einheit ausgewählt. Vorgegebene Ersatzlasten ("dummy loads") werden in Abhängigkeit vom Einsetzen der Energie-

zufuhrung, d. h., wahrend des Kaltstartens des Mikroprozessors, an jeden festgelegten Anschluß angelegt. Unter den Elementen des Mikroprozessors ist ein Selbstüberwachungsprogramm vorgesehen. Dieses Selbstüberwachungsprogramm wird während des Kaltstartens des Mikro-

Prozessors ausgeführt, um den Zustand des festgelegten Anschlusses zu überprüfen. Auf diese Weise werden die Signalpegel an den festgelegten Anschlüssen überprüft und mit Bezugswerten verglichen, die die Signalpegel der

bestimmten Anschlüsse darstellen, wenn die IC-Einheit 35

korrekt mit der gedruckten Schaltungsplatte verbunden ist. Wenn die Signalpegel an einem oder mehreren

festgelegten Anschlüssen sich von den Bezugspegeln unterscheiden, wird ein Alarmsignal erzeugt, um auf diese Weise die fehlerhaften Verbindung der IC-Einheit mit der gedruckten Schaltungsplatte anzuzeigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Darstellung einer IC-Einheit und einer gedruckten Schaltungsplatte, bei denen eine bevorzugte Ausführungsform eines Selbstüberwachungssystems nach der vorliegenden Erfindung angewandt wird,

Fig. 2 ein Schaltdiagramm des Selbstüberwachungssystems nach der vorliegenden

Erfindung, und
20

Fig. 3 ein Flußdiagramm des Selbstüberwachungsprogramms.

Wie man aus den Zeichnungen erkennt, stehen mehrere 25

Anschlüsse 12, die gemäß dem "Dual-In-Line" Prinzip angeordnet sind, von den Rändern einer Dual-In-Line IC-Einheit 10 vor (siehe Fig. 1). Die Anschlüsse 12 sind längs der beiden parallelen Längskanten der IC-Einheit 10 angeordnet. Die Anschlüsse 12 können in Anschluß-

öffnungen 14 eines IC-Sockels 16 aufgenommen werden, der für Dual-In-Line IC-Einheiten ausgelegt ist. Die räumliche Anordnung der Anschlußöffnungen 14 entspricht der der Anschlüsse 12. Positionsmarkierungen 18 und 20 sind sowohl an der IC-Einheit 10 als auch an dem

IC-Sockel 16 angebracht. Die Markierung 18 an der IC-Ein-

heit 10 befindet sich an einer solchen Stelle, daß die IC-Einheit 10 korrekt über den IC-Sockel 16 mit einer gedruckten Schaltungsplatte 22 verbunden wird, wenn die Markierung 18 mit der Markierung 20 des IC-Sockels 16 zusammenfällt.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem vier Mikroprozessoren die aus getrennten IC-Einheiten 10a, 10b, 10c und 1Od bestehen, installiert werden sollen. Die IC-Einheiten 10a, 10b, 10c und 1Od werden in entsprechende IC-Sockel 16a, 16b, 16c und 16d eingesetzt. Der IC-Sockel 16a weist einen Anschluß 162a auf, der mit einem ODER-Glied 30 verbunden ist, das wiederum an die Basiselektrode eines Schalttransistors 32 über einen Widerstand 34 angeschlossen ist. Darüberhinaus weist der IC-Sockel 16a Anschlüsse 164a und 166a auf, die an Masse liegen. Anschlüsse 104a und 106a der IC-Einheit 10a werden mit den Anschlüssen 164a und 166a verbunden, wenn die IC-

2Q Einheit korrekt installiert ist. Die Anschlüsse 104a und 106a werden als festgelegte Anschlüsse ausgewählt, deren Signalpegel während des Betriebes des Selbstüberwachungssystems überwacht werden; für andere Zwecke, die variable Signalpegel erfordern, werden diese An-

_Oc Schlüsse nicht benutzt. Da beide Anschlüsse 164a und 2b

166a geerdet sind, muß sich das Signal an den Anschlüssen 104a und 106a auf einem niedrigen Pegel befinden, wenn die IC-Einheit 10a korrekt in den IC-Sockel 16a eingesetzt ist. Wenn ein Signal mit hohem Pegel an einem oder an beiden Anschlüssen 104a und 106a festgestellt wird, wird ein Fehlersignal mit hohem Pegel über den Anschluß 162a an die Basiselektrode des Schalttransistors 32 angelegt, um diesen Transistor einzuschalten. Eine Fehlerüberwachungslampe 36 wird durch den Schalt-

g₅ transistor 32 eingeschaltet und leuchtet auf, um auf diese Weise die fehlerhafte Installation der IC-Einheit

10a anzuzeigen.

In ähnlicher Weise enthält die IC-Einheit 10b Anschlüsse

104b bzw. 106b, die jeweils mit den Anschlüssen 164b 5

und 166b des IC-Sockels 10b verbunden sind. Der Anschluß 162b des IC-Sockels ist über das ODER-Glied 30 mit dem Schalttransistor 32 verbunden. Der Anschluß 164b liegt an Masse, während der Anschluß 166b an eine geregelte bzw. regulierte Energiequelle +V angeschlossen ist. Wenn also die IC-Einheit 10b korrekt in den IC-Sockel 16b eingesetzt wird, hat das Signal an dem Anschluß 104b einen niedrigen Pegel, während das Signal an dem Anschluß 106b einen hohen Pegel hat. Wenn das Signal an dem Anschluß 104b einen hohen Pegel oder das Signal an dem Anschluß 106b einen niedrigen Pegel hat, wird die fehlerhafte Installation der IC-Einheit in dem IC-Sockel festgestellt und ebenfalls ein Fehlersignal mit hohem Pegel über den Anschluß 162b an den Transistor

32 angelegt.
20

Die IC-Einheit 10c weist Anschlüsse 104c und 106c auf, die mit den entsprechenden Anschlüssen 164c und 166c verbunden sind. Der Anschluß 162c liegt an der Basiselektrode des Transistors 32. Der Anschluß 164c ist mit

der geregelten Energiequelle +V verbunden. Der Anschluß 166c liegt an Masse. Deshalb hat im normalen Zustand das Signal in dem Anschluß 104c immer einen hohen Pegel und das Signal an dem Anschluß 106c immer einen niedrigen Pegel. Wenn diese Kombination von Signalen während

der Selbstüberwachung nicht festgestellt wird, läßt sich daraus ebenfalls die fehlerhafte Verbindung der IC-Einheit mit dem IC-Sockel erkennen.

Die IC-Einheit 1Od hat schließlich Anschlüsse 104d und 106d, die jeweils mit den Anschlüssen 164d und 166d des IC-Sockels 16d verbunden sind. Der Anschluß 162d

— ΛIC-Sockels 16d ist über das ODER-Glied 30 mit dem Schalttransistor 32 verbunden. Andererseits liegen die Anschlüsse 164d und 166d an der geregelten Energiequelle +V . Während der Selbstüberwachung sollten die Pegel der Signale an den Anschlüssen 104d und 106d einen hohen Pegel haben. Ist dies nicht der Fall, so kann daraus geschlossen werden, daß die IC-Einheit 1Od nicht korrekt in den IC-Sockel 16d eingebaut worden ist.

Figur 3 zeigt ein Flußdiagramm des Selbstüberwachungsprogramms, das von den Mikroprozessoren der IC-Einheit 10a nach Fig. 2 ausgeführt werden soll. Das gezeigte Programm läuft in Abhängigkeit vom Einsetzen der Energiezufuhr ab, wenn ein Energieschalter eingeschaltet wird, d. h., während des "Kaltstartes" der Mikroprozessoren. Zunächst werden die Signalpegel Pl und P2 an den Stiften 104a bzw. 106a mit Bezugswerten verglichen, die die Signalwerte darstellen, die bei der korrekten Einführung der IC-Einheit 10a in den IC-Sockel 16a vorhanden sind; dies ist im Schritt 1004 von Fig. 3 angedeutet. Wie bereits oben erwähnt wurde, haben die Bezugspegel beide den Wert null (niedriger Pegel), da in diesem Fall beide Anschlüsse 104a und 106a über die Anschlüsse 164a und 166a an Masse liegen. Wenn Signalpegel "null" bei der überprüfung im Schritt 1004 an beiden Anschlüssen 104a und 106a festgestellt werden, kann im Schritt 1006 die vorprogrammierte Funktion des Mikroprozessors ausgeführt werden, wie beispielsweise die Regelung des Motors eines Kraftfahrzeuges, die Regelung des Antischleudersystems einer Kraftfahrzeug-Bremse oder eine ähnliche Regelung. Wenn andererseits mindestens einer der beiden Signalpegel Pl und P2 den Wert "eins" (hoher Pegel) hat, wird im Schritt 1004 eine fehlerhafte Verbindung der IC-Einheit 10a mit dem IC-Sockel 16a erkannt. In diesem Fall wird im Schritt 1008 ein Fehlersignal mit hohem Pegel erzeugt. Dieses Fehlersignal wird über

den Anschluß 162a und das ODER-Glied 30 an den Transistor 32 angelegt. Der Transistor 32 wird in Abhängigkeit von diesem Fehlersignal eingeschaltet. Als Ergebnis

hiervon wird wiederum die Fehlermonitorlampe 34 einge-5

schaltet und leuchtet auf, um den Fahrer oder einen anderen Benutzer über die fehlerhafte Verbindung zwischen der IC-Einheit und dem IC-Sockel zu informieren.

Aus den bisherigen Ausführungen kann man ableiten, daß 10

die Selbstüberwachungsverfahren für die IC-Einheiten 10b, 10c und 1Od im wesentlichen nach dem gleichen Prinzip ablaufen. Da jeder Sockel durch eine eindeutige definierte Kombination von festen Signalpegeln identifiziert wird, muß zunächst jede Selbstüberwachungseinheit

eindeutig programmiert sein, d. h., mit einem Programm, das eindeutig diesem Sockel zugeordnet ist; außerdem ist die Montage-Reihenfolge der IC-Einheiten "narrensicher", da beispielsweise die Verbindung der IC-Einheit

1Od mit dem IC-Sockel 10a festgestellt werden kann. 20

Dies ist hilfreich in den Fällen, bei denen jede IC-Einheit für einen anderen Zweck ausgelegt ist. Wenn jedoch alle IC-Einheiten die gleiche Funktion erfüllen, können die gleichen Signalpegel und damit die gleiche Selbst-Überwachungs-Software benutzt werden, um alle Mikropro-

zessoren zu überprüfen.

Obwohl bei der obigen Ausführungsform eine einzige, gemeinsame Fehlermonitorlampe verwendet wird, um eine fehlerhafte Verbindung anzuzeigen, können getrennte

Fehlermonitorlampen benutzt werden, um die fehlerhafte Verbindung jedes einzelnen Mikroprozessors darzustellen.

Weiterhin wäre es bei Mikroprozessoren mit einem Selbstüberwachungssystem für die Überprüfung verschiedener

Komponenten des Mikroprozessors, wie beispielsweise Fühler/Sensoren und/oder Stellgliedern, möglich, Fehler-Identifikationsdaten, die den Anschluß der IC-Einheit

betreffen, in einem entsprechenden Bereich des Speichers 5

zu speichern und während eventueller Wartungsarbeiten auszulesen.

Wie oben erläutert wurde, kann also gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung eine fehlerhafte Verbindung einer IC-Einheit mit einem IC-Sockel nach der Montage sicher und zuverlässig festgestellt werden. Da eine solche falsche Verbindung der IC-Einheit mit dem IC-Sokkel unmittelbar nach dem Einsetzen der Energiezufuhr

erkannt wird, lassen sich außerdem Funktionsstörungen 15

aufgrund dieser fehlerhaften Verbindung zuverlässig vermeiden.

Claims

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8000 MÜNCHEN 22

TaT)OT-I ■ MAXIMILlANSTRA'iSE 58

P 18 &c2

Selbstüberwachungssystem für einen
Mikroprozessor zur Feststellung
der fehlerhaften Verbindung von Anschlüssen
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Patentansprüche

(dJ Selbstüberwachungssystem für einen in einer IC-Einheit angeordneten Mikroprozessor, der mittels eines IC-Sockels an eine gedruckte Schaltungsplatte angeschlossen werden soll, gekennzeichnet durch

a) einen festgelegten Anschluß (104a, 106a) der IC-Einheit (10a, 10b, 10c, lOd), durch

b) eine erste Einrichtung zum Anlegen eines Signals _ mit einem vorgegebenen Pegel an den festgelegten

Anschluß (104a, 106a) des IC-Sockels (16a, 16b, 16c, löe), in den der festgelegte Anschluß (104b, 106b) eingeführt werden soll, durch

c) eine zweite, auf das Einsetzen der Energiezuführung ansprechende Einrichtung für den Vergleich des Signalpegels an den festgelegten Anschluß (104a, 106a) mit einem dem vorgegebenen Pegel entsprechenden Bezugswert, wobei die Vergleichseinrichtung ein Fehlersignal erzeugt, wenn der Signalpegel an dem festgelegten Anschluß nicht dem Bezugswert entspricht, und durch

d) eine auf das Fehlersignal ansprechende Fehleranzeigeeinrichtung zur Erzeugung eines Alarmsignals.
2. Selbstüberwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch 20

gekennzeichnet, daß das an den Anschluß des IC-Sockels angelegte Signal so kodiert ist, daß es die Funktion der entsprechenden IC-Einheit anzeigt.
3. Selbstüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 25

1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere IC-Einheiten einzeln mit entsprechenden IC-Sockeln verbunden werden sollen, und daß eine eindeutige, zugehörige Kombination von Signalen an die Anschlüsse jedes IC-Sockels

angelegt wird.
30
4. Verfahren zur überprüfung des Anschlusses einer IC-Einheit an einen IC-Sockel auf einer gedruckten Schaltungsplatte, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein bestimmter Anschluß des IC-Gehäuses ausgewählt wird, daß

b) ein Signal mit vorgegebenem Pegel an den Anschluß

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des IC-Sockels angelegt wird, in den der bestimmte Anschluß eingeführt werden soll, daß

c) der Ausgangspegel an dem bestimmten Anschluß festgestellt wird, daß

d) der festgestellte Ausgangspegel an jedem bestimmten Anschluß mit einem entsprechenden Bezugswert verglichen wird, und daß

e) eine fehlerhafte Verbindung des IC-Gehäuses angezeigt wird, wenn der festgestellte Ausgangspegel dem Bezugswert nicht vollständig entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die überprüfung während des Kaltstartes des Mikro-Prozessors durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere IC-Einheiten einzeln mit zugehörigen, entsprechenden IC-Sockeln verbunden werden sollen, und daß eine entsprechende, definierte Kombination von Signalen an die Anschlüsse jedes IC-Sockels angelegt wird.